第八讲燃烧器.ppt

6 煤粉制备技术及燃烧器煤粉制备技术及燃烧器 o【教学目标】o1、了解燃烧器的发展过程；o2、掌握回转窑对煤粉燃烧器的要求；o3、熟悉各型燃烧器的结构与性能6.1煤粉燃烧器的发展煤粉燃烧器的发展 回转窑煤粉燃烧器已由单风道发展到三风道、四风道和烧两种以上燃料的五风道 风道越多，性能越好，但结构越复杂，质量越大，造价越高，使用时容易弯曲变形 衡量燃烧器性能优劣的重要指标是一次风用量 n6.1.1回转窑对煤粉燃烧器的要求n1 对燃料具有较强的适应性，尤其是在燃烧无烟煤或劣质煤时，能保证完全燃烧，CO和NOx排放量最低n2 火焰形状能使整个烧成带具有强而均匀的热辐射，有利于熟料结粒、矿物晶相正常发育，防止烧成带扬尘，形成稳定的窑皮，延长耐火砖使用寿命n3 外风采用环形间断喷射，保证热态不变形，射流均匀稳定，形成良好的火焰形状，最好采用多个小喷嘴喷射n4 采用拢焰罩技术，避免产生峰值温度，降低有害气体NOx的排放，使窑内温度分布合理，提高预烧能力n5 采用火焰稳定器，受喂煤量、煤质和窑情变化波动的影响小，火焰更加稳定n6 结构简单，调节灵敏、方便，适应不同窑情的变化，满足烧不同煤质和形成不同火焰的要求。

n强化窑内煤粉燃烧过程的主要技术措施n1 使煤与风，尤其是二次风迅速充分混合n2 有效地卷吸高温烟气回流n3 加大燃烧器的推动力n控制与调节窑内火焰形状和力度 ， 调节一次风的旋流强度来控制与调节窑内火焰形状和力度. n喷煤管出口动量通量和旋流强度是窑头火焰设计和操作的重要参数n喷煤管出口动量通量是射流股对来自冷却机二次空气引射能力的度量n过小的动量通量将导致二次空气和煤粉不能很好地混合，燃烧不完全，窑尾CO含量升高，煤灰况落不均而影响熟料质量，甚至引起结前圈n另外由于火焰下游外回流消失，加之火焰刚度不够(火焰的浮升)使火焰易碰撞窑皮，影响耐火砖使用寿命n过大的动量通量会引起过大的外回流，一方面挤占火焰下游的燃烧空间；n另一方面降低火焰下游氧浓度，同样导致燃烧不完全，窑尾温度升高 n喷煤管出口射流旋流主要控制着火焰形状，因此被称为火焰形状系数n随着旋流强度的增加，火焰变粗、变短．可强化火焰对熟料的热辐射n但过强的旋流会引起双峰火焰，即发散火焰，易使局部窑皮过热、剥落；另一方面也易引起“黑火头”消失，喷嘴直接接触火焰根部而被烧坏6.2几种燃烧器的结构性能几种燃烧器的结构性能n1 KHD公司PYRO-Jet燃烧器nKHD公司为利用褐煤及石油焦而开发的新型多通道燃烧器，称为PYRO-Jet燃烧器。

nPYRO-Jet燃烧器是一种多通道结构喷嘴，其中心附加1个或2个气态或液态燃料管子，有时在中央还有一个点火喷嘴n其原理如图6-1所示1 点火喷嘴(液体或气体燃料通道)2 旋流空气通道出口带有螺旋风翅(相当于三通道喷嘴的内流风)3 出口为喷煤口的燃料通道4 出口为环形嘴的喷射空气通道(相当于三通道喷嘴的外流风)n PYRO-Jet燃烧器性能特点n① 火焰形状好，火焰明亮，强劲有力n② 火焰形状可调，调节方法简单，可重复性好n③ 燃烧特性好n④ 能在保证熟料质量的前提下降低烧成温度n⑤ 一次风量小n⑥ 适用于所有燃料，包括劣质燃料如石油焦、无烟煤、高灰分低热值煤等并能用于不同燃料(煤、气、油)的混烧n⑦ 煤粉通过量可调范围广，可在1 :10的调节范围内正常操作n⑧ 窑皮均匀稳定，火砖寿命长n⑨ 提高窑产量n⑩ 降低能耗nPYRO-Jet具有以下特点n①通过降低一次空气比，可节约热量6％~8％n②能燃烧固体、气体和液体及石油焦等多种燃料n③降低NOx生成n④窑操作稳定n⑤采用陶瓷抗磨损潦层，延长喷嘴寿命n2 Duoflex燃烧器n丹麦F.L Smidth公司在总结过去采用三通道喷煤管Swirlex型和Centrax型燃烧器经验的基础上，于1996年推出了新型的第三代水泥窑用喷煤管——双调节伸缩式Duoflex燃烧器。

n3皮拉得公司煤粉燃烧器n20世纪70年代初，由于石油危机的冲击，回转窑由烧油改为烧煤，皮拉得公司开发出旋流式三风道煤粉燃烧器(见图6-3)n一次风压达到12kPa时，其用量为12％~14％当压力达到35kPa时，一次风量可降到8％这种燃烧器煤风在中间，外部的一次净风是轴流风，内部的一次净风是利用头部的螺旋叶片产生旋流风，利用进风管上的两个阀门调节 n4 TC型旋流式四风道煤粉燃烧器n(1) 结构特点(见图6-5和图6-6)四通道，是指中问的煤通道、内部的中心通道和外部的旋流通道及旋流风外部的轴流通道主要结构特点如下n① 与普通三通道煤粉燃烧器相比，其旋流风风速与轴流风风速均提高30％～50％，在不改变一次风量的情况下，燃烧器的推力得到大大提高n② 旋流风与轴流风的出口截面可调节比大，达到6倍以上，即对外风出口风速调节比大，所以对火焰的调整非常n③ 喷头外环前端设置拢焰罩,以减少火焰扩散,对保护窑皮,点火有好处,能起到稳燃保焰的作用.n④ 喷头部分采用耐高温、抗高温氧化的特殊耐热钢铸件机加工制成，提高了头部的抗高温变形能力n⑤ 煤粉入口处采用高抗磨损的特殊材料，且易于更换n(2 )其主要的燃烧特点n① 火焰形状规整适宜，括泼有力温度高，窑内温度分布合理。

n② 热力集中稳定，卷吸二次风能力强n③ 火焰调节灵活，简单方便，可调范围大，达1:6以上n④ 热工制度合理，对煤质适应性强，可烧劣质煤、低挥发分煤、无烟煤和烟煤nTC型四通道喷煤管是新一代的燃烧设备，喷煤管的喷嘴部分如内、外、煤三个风道的出口端和螺旋叶片均采用耐热铸钢制作n在喷煤管的中部和尾部设有内、外风及煤风出口面积可调的调整装置，其可调量为供货状态出口面积的0.5～l.5倍，以适应不同煤质时对喷煤管出口风速的要求n喷煤管的内、外风入口管道上设有调节内、外风比例的手动蝶阀与三通道喷煤管相比，其一次风量可降低5％，可增加煤粉与一次风的混合次数和均匀性，使其充分燃烧，这种设计的基部形成循环涡流，在冷窑点火时可以产生理想的稳定性 (1) 结构 NC型三通道煤粉燃烧器由煤粉燃烧器、点火油枪、行走小车、轨道等四部分组成(见图6—8) NC型燃烧器型燃烧器nNC型三通道煤粉燃烧器利用高速直流风和高速旋流风与低速的送煤风之间形成大速差射流，使得其前期的气流交换和混合性能得到大幅度改善，从而促进煤粉燃烧和形成稳定的燃烧火焰n燃烧器外风为直流风，通过周向均布的小喷嘴形成了多个高速直流风射流柱，风速约160~210m/s，提高了直流风的喷射速度和动量。

n高速直流风射流柱具有很强的穿透性和卷吸二次风的能力，同时大量被卷吸的二次风通过直流风射流柱相互间的间隙直接与煤粉混合燃烧煤风采用低速直流风，风速为22~30m/s，煤粉高压输送，风量较小，浓度高，具有良好的着火性能n内风为旋流风，风速达140~200m/s，特殊设计的旋流器能产生高速旋流风，强度大，混合强烈，动量和热量传递迅速，保证煤粉能在极短时间及距离内与氧气相接触，并在燃烧器喷嘴前形成一个回流区，回流区中心为负压，能将高温烟气回流到火焰起始处，从而使煤粉快速着火，并形成稳定火焰窑头燃烧系统的构成　　由送煤罗茨风机，转子秤计量系统，一次风机燃烧器以及送风、送煤连接管道构成二、各主机性能及参数二、各主机性能及参数1、一次风机（罗茨风机）n 功率：变频调速110kw，最高转速880rpmn风量：8600m3/hn风压：最大25000Pa2、事故风机（离心风机）n 功率：11kwn风量：2262m3/hn风压：7276Pa3、柴油燃烧装置燃料品种：0＃柴油n 工作流量：最大1800 l/h，系统流量36 l/minn工作压力：最大4MPa，最高：5.5MPa4、送煤风机（罗茨风机）n流量：80.5 m3/minn转速：1450rpmn风压：最大63kpan功率：160kw5、转子秤n 功率：变频电机5.5kwn压缩空气用量：20Nm3/hn压缩空气压力：2～3barn喂煤量：最大16.47t/hn煤粉水份：小于2.5%6、燃烧器n 燃料：煤粉 柴油n燃煤量：最大14200kg/hn一次风供风压力：2500Pan一次风比例：小于10％n总长度：14660mm，进窑约8m燃烧器位置的确定（冷态位置）燃烧器位置的确定（冷态位置）n1、燃烧器端面冷态与窑口平齐。

n2、燃烧器中心位置控制在偏料、偏下10cm以内即可（图中阴影部分）n3、燃烧器光点位置应为2/3L（窑长），约48±2m 方法：把手电放入油枪管道的中心处，在窑内会有椭圆形的投影，找到中心位置即可常见故障及处理办法常见故障及处理办法现象产生原因处理办法注意事项熄火１、气体喷出速度大于火焰传播速度很多，煤粉来不及燃烧就通过了预燃区；２、油路不畅；３、煤粉质量不好１、降低一次风机转速；２、调大油孔，增加油量，调整油枪节流片，保证油罐油位；３、降低煤粉细度，提高煤粉挥发份（初期尽量用烟煤）1、点火时保证窑内通风顺畅，谨防爆炸！2、先点燃火把，再开油泵！3、不能持续有CO！现象产生原因处理办法注意事项回火1、气体喷出的速度小于火焰传播速度很多，火焰根部可能移至烧嘴中，时而发生爆炸的现象；2、油压不稳；3、操作用风不当1、增加一次风机转速，适量增加轴流风挡板，适量增加窑内风速，全开中心流挡板；2、稳定油量，油压，查找油路不畅原因；3、升温、投料过程中要坚持“慢升温，不回头”以及“由前往后”的原则，风煤配合要根据情况及时调整1、在现场看火或巡检时注意正压伤人！2、不能正面对着看火孔和清料孔！现象产 生 原 因处理办法注意事项CO出现通常不大于0.1%1、煤多风少，过剩空气系数小于1；2、煤粉质量不好；3、油枪雾化不好；4、系统用风不当；5、各风道磨损窜风。

1、增加一次风量，通常过剩空气系数大于1.1；2、降低煤粉细度，无烟煤小于2.0%；3、清洗油枪头部雾化器；4、增加窑内通风量，保持合理的三次风挡板开度；5、必要时更换燃烧器1、窑尾电收尘要有CO高高报保护；2、谨防窑尾结皮，堵预热器和堆“雪人”现象产生原因处理办法注意事项火焰短而粗1、径向风大，轴流风小；2、轴向风通道堵塞；3、煤质由差变好；4、系统用风不当；5、油枪未拨；6、二次风温过高1、调整好内、外流风比例，通常为50：50，标尺在“0”的位置；2、每次检修燃烧器时，在打好浇筑料后必须脱模检查头部各风道是否通常；3、掌握煤质变化情况，勤看火，及时调整用风；4、窑、炉用风比例不对，可加强窑内通风；5、投料后及时拔出油枪；6、降低一段篦冷机料层厚度，增加一段风机挡板开度，降低二次风温1、注意胴体温度不大于380℃；2、谨防烧窑衬；3、注意托轮温度变化，及时调整工艺工况，必要时调整托轮位置现象产生原因 处理办法 注意事项火焰细而长1、轴向风大，径向风小；2、径向风道堵塞；3、煤质变化大；4、系统用风不当；5、二次风温过低1、合理调整燃烧器用风；2、严格检查燃烧器各通道是否顺畅；3、根据煤质变化情况可降低煤粉细度等，提高煤粉质量；4、窑内风过大，可适当开启三次风挡板；5、查看现场是否三次风管的保温耐火材料垮塌了；6、降低一段篦速，提高二次风温。

1、谨防结后圈；2、注意托轮温度变化，及时调整工况，必要时调整托轮位置；3、提高烧成带温度，保证熟料质量；4、尾温过高易堵预热器日常管理中的几点体会日常管理中的几点体会n1、燃烧器的位置对不对？火焰形状好不好？可以参考胴体扫描仪的温度分布情况来判断，通常主窑皮长度在23±2m窑内无厚结圈和窑皮平整，即可认为正常不要频繁调整燃烧器n2、每当热工制度波动大时或产质量受到影响时应全面分析原因，不要盲目调整燃烧器n3、正常满负荷生产时，燃烧器的用风量只占总风量的7%左右，且又受二次风温及窑内温度的影响，一次风机的风量调节和挡板调节只能起到微调作用n4、每次检修检查要仔细认真，及时对磨损部位和头部浇注料进行修复，保持燃烧器的完好性能n5、每次校正燃烧器的数据后要记录在档，便于日后的技术小结和故障分析。